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1.1.Keepalived实现原理 由多台路由器组成一个热备组#xff0c;通过共用的虚拟IP地址对外提供服务。 每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务#xff0c;其他路由器处于冗余状态。 若当前在线的路由器失效#xff0c;则其他路由器会根据设置…一.keepalived介绍
1.1.Keepalived实现原理 由多台路由器组成一个热备组通过共用的虚拟IP地址对外提供服务。 每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务其他路由器处于冗余状态。 若当前在线的路由器失效则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址继续提供服务。 在配置时设置优先级优先级高的那一方为master。master节点承载着VIP地址。
在一个LVS服务集群中通常有主服务器MASTER和备份服务器BACKUP两种角色的服务器但是对外表现为一个虚拟IP主服务器会发送VRRP通告信息给备份服务器当备份服务器收不到VRRP消息的时候即主服务器异常的时候备份服务器就会接管虚拟IP继续提供服务从而保证了高可用性。 主服务器作用转发数据发送报文告诉备服务器自己在线。 备服务器作用监听主服务器发来的数据收不到消息的时候就接替主服务器。
Keepalived及其工作原理 keepalived高可用应用健康检查故障切换 底层基于VRRP协议实现的高可用 由优先级决定服务器的主备角色Master服务器上会生成vip客户端会把访问发送给vip由Master服务器接收用户的请求Master服务器会定期给Backup服务器发送VRRP报文来告知Master服务器状态正常。 当Backup在超时时间内没有收到VRRP报文则会认为Master异常此时会通过ip命令生成VIP接替Master的工作接收用户请求。 1.2.Keepalived工具介绍
支持故障自动切换(Failover)支持节点健康状态检查(Health Checking)基于vrrp协议完成地址流动为vip地址所在的节点生成ipvs规则(在配置文件中预先定义)为ipvs集群的各RS做健康状态检测基于脚本调用接口完成脚本中定义的功能进而影响集群事务以此支持nginx、haproxy等服务官方网站https://keepalived.org/ 用户空间核心组件 vrrp stackVIP消息通告 checkers监测real server简单来说 就是监控后端真实服务器的服务 system call实现 vrrp 协议状态转换时调用脚本的功能 SMTP邮件组件报警邮件 IPVS wrapper生成IPVS规则直接生成ipvsadm Netlink Reflector网络接口将虚拟地址ipvip地址飘动 WatchDog监控进程整个架构是否有问题 控制组件提供keepalived.conf 的解析器完成Keepalived配置 IO复用器针对网络目的而优化的自己的线程抽象 内存管理组件为某些通用的内存管理功能例如分配重新分配发布等提供访问权限 1.3.Keepalived的体系模块
core模块为keepalived的核心负责主进程的启动、维护及全局配置文件的加载和解析。vrrp模块是来实现VRRP协议的。调度器之间的健康检查和主备切换check模块负责健康检查常见的方式有端口检查及URL检查。节点服务器的健康检查
1.4.高可用HA群集与普通群集的比较
普通群集
普通的群集的部署是通过一台度器控制调配多台节点服务器进行业务请求的处理但是仅仅是一台调度器就会存在极大的单点故障风险当该调度器的链路或则调度器本身出现故障时就会导致整个业务的无法正常进行。 高可用群集(HA)
高可用集群是由一台主调度器和一台或多台备用调度器。在主调度器能够正常运转时由主调度器进行节点服务器业务的分配处理其余备用调度器处于待机状态不参与当前的集群运转。当主调度器出现故障无法运转时此时备用调度器会由优先级最高的调度承担主调度器的工作而出现故障的主调调度器便会退出当前工作由人工维修后返回集群。
两者比较后高可用集群只需要在调度器上多进行一台或两台服务器本身的价格比较昂贵一般备用的服务器的数量会和当前业务创造的价值对等的设置就可避免因调度器瘫痪业务中断的风险所以实现了真正的高可用的效果。 一个健康的集群的特点
1.负载均衡
2.健康检查探针 心跳消息-ping tcp端口检查-三次握手http url检查-返回码
3.故障切换 1.5.Keeplived、VRRP及其工作原理(高可用方案)
Keepalived 是一个基于VRRP协议来实现的LVS服务高可用方案可以解决静态路由出现的单点故障问题。
在一个LVS服务集群中通常有主服务器MASTER和备份服务器BACKUP两种角色的服务器但是对外表现为一个虚拟IPVIP主服务器会发送VRRP通告信息给备份服务器当备份服务器收不到VRRP消息的时候即主服务器异常的时候备份服务器就会接管虚拟IP继续提供服务从而保证了高可用性。主备服务器之间由优先级决定优先级更高的充当主服务器优先级低的成为备份服务器。
1.6.vrrp协议虚拟路由冗余协议
Keepalived采用VRRP热备份协议实现Linux服务器的多机热备功能
1vrrrp是什么 是针对路由器的一种备份解决方案由多台路由器组成一个热备组通过共用的虚拟IP地址对外提供服务每个热备组内同时只有一台主路由器提供服务其他路由器处于冗余状态若当前在线的路由器失效则其他路由器会根据设置的优先级自动接替虚拟IP地址继续提供服务 2vrrp工作过程 选举Master比较优先级高的为Master若优先级相同无Master时比较接口IP地址大的为MasterMaster设备发送ARP报文承担报文转发工作状态维持Master设备周期发送通告报文公布配置信息和工作状态Backup设备根据收到的通告报文判断Master设备是否工作正常如果Master设备主动放弃Master地位时会发送优先级为0的通告报文Backup设备收到后会快速切换成Master设备或者定时器超时后Backup设备认为Master设备无法正常工作会切换状态为Master。 二.Keepalived高可用群集脑裂
2.1.脑裂的产生的原因 Keepalived经常会出现的问题脑裂现象 脑裂现象 在双机热备高可用HA系统中当联系两个节点的心跳线断开时(即两个节点断开联系时)本来为一个整体、动作协调的HA系统就分裂成为两个独立的节点(即两个独立的个体)。由于相互失去了联系都以为是对方出了故障此时备用调度器会运转起来争做主调度器的工作而主调度器依然保持着调度工作两个调度的同时运转导致整个系统的紊乱。就会发生严重后果1共享资源被瓜分、两边服务都起不来了.(2或者两边服务都起来了但同时读写共享存储导致数据损坏常见如数据库轮询着的联机日志出错。 脑裂现象产生的原因 Master一直发送心跳消息给backup主机如果中间的链路突然断掉backup主机将无法收到master主机发送过来的心跳消息也就是vrrp报文backup这时候会立即抢占master的工作但其实这时候的master是正常工作的此时就会出现脑裂的现象。 2.2.脑裂的预防 1.使用shell脚本对这两个主机之间的连通性进行监测如果发现有问题就会立即关闭keepalived服务来防止脑裂的产生。 2.增加一条链路作为备用链路即使主链路挂掉了备用链路也会顶上来master主机可以继续给backup主机发送心跳消息。 3.监控软件的方法这边主要是采用的zabbix来监控的主要就是创建监控项创建触发器来测试关闭keepalived服务。 三.搭建LVSKeepalived 高可用集群
3.1.keepalived的配置相关解释
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf
......
global_defs { #定义全局参数
--10行--修改邮件服务指向本地smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改指定服务器路由器的名称主备服务器名称须不同主为LVS_01备为LVS_02router_id LVS_01
--14行--注释掉取消严格遵守VRRP协议功能否则VIP无法被连接#vrrp_strict
}vrrp_instance VI_1 { #定义VRRP热备实例参数
--20行--修改指定热备状态主为MASTER备为BACKUPstate MASTER
--21行--修改指定承载vip地址的物理接口interface ens33
--22行--修改指定虚拟路由器的ID号每个热备组保持一致 virtual_router_id 10#nopreempt #如果设置非抢占模式两个节点state必须为bakcup并加上配置 nopreempt
--23行--修改指定优先级数值越大优先级越高这里设置主为100备为90priority 100advert_int 1 #通告间隔秒数(心跳频率)authentication { #定义认证信息,每个热备组保持一致auth_type PASS #认证类型
--27行--修改指定验证密码主备服务器保持一致auth_pass abc123}virtual_ipaddress { #指定群集vip地址192.168.80.188}
}
--36行--修改指定虚拟服务器地址(VIP)、端口定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.80.188 80 {delay_loop 6 #健康检查的间隔时间(秒)lb_algo rr #指定调度算法轮询(rr)
--39行--修改指定群集工作模式直接路由(DR)lb_kind DRpersistence_timeout 0 #连接保持时间(秒)protocol TCP #应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改指定第一个Web节点的地址、端口real_server 192.168.80.12 80 {weight 1 #节点的权重
--45行--删除添加以下健康检查方式 TCP_CHECK {connect_port 80 #添加检查的目标端口connect_timeout 3 #添加连接超时(秒)nb_get_retry 3 #添加重试次数delay_before_retry 3 #添加重试间隔}}real_server 192.168.80.13 80 { #添加第二个 Web节点的地址、端口weight 1TCP_CHECK {connect_port 80connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3}}
##删除后面多余的配置##
}systemctl start keepalived
ip addr #查看虚拟网卡vip
3.2.实验练习
实验环境 主keepalived服务器192.168.47.102 备keepalived服务器192.168.47.103 web1服务器192.168.47.104 web2服务器192.168.47.105 vip192.168.47.101 客户机192.168.47.106 1配置负载调度器主keepalived服务器192.168.47.102
############################ 配置Keepalived master服务器 #################################1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 02. #安装服务
yum install ipvsadm keepalived -y 3. #修改配置文件keeplived.conf
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf......
global_defs { #定义全局参数
--10行--修改邮件服务指向本地smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改指定服务器路由器的名称主备服务器名称须不同主为LVS_01备为LVS_02router_id LVS_01
}vrrp_instance VI_1 { #定义VRRP热备实例参数
--20行--修改指定热备状态主为MASTER备为BACKUPstate MASTER
--21行--修改指定承载vip地址的物理接口interface ens33
--22行--修改指定虚拟路由器的ID号每个热备组保持一致 virtual_router_id 10
--23行--修改指定优先级数值越大优先级越高主为100备为99priority 100advert_int 1 #通告间隔秒数(心跳频率)authentication { #定义认证信息,每个热备组保持一致auth_type PASS #认证类型
--27行--修改指定验证密码主备服务器保持一致auth_pass 123123}virtual_ipaddress { #指定群集vip地址192.168.47.101}
}
--36行--修改指定虚拟服务器地址(VIP)、端口定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.47.101 80 {delay_loop 6 #健康检查的间隔时间(秒)lb_algo rr #指定调度算法轮询(rr)
--39行--修改指定群集工作模式直接路由(DR)lb_kind DRpersistence_timeout 50 #连接保持时间(秒)protocol TCP #应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改指定第一个Web节点的地址、端口real_server 192.168.47.104 80 {weight 1 #节点的权重
--45行--删除添加以下健康检查方式 TCP_CHECK {connect_port 80 #添加检查的目标端口connect_timeout 3 #添加连接超时(秒)nb_get_retry 3 #添加重试次数delay_before_retry 3 #添加重试间隔}}real_server 192.168.47.105 80 { #添加第二个 Web节点的地址、端口weight 1TCP_CHECK {connect_port 80connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3}}
}
##删除后面多余的配置##4. #启动服务、查看虚拟网卡vip
systemctl start keepalived
ip addr show dev ens33 5. #调整proc响应参数关闭Linux内核的重定向参数响应
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects 06. #刷新一下
sysctl -p############################# 配置ipvsadm #################################7. #配置负载分配策略并启动服务
ipvsadm-save /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service8.
#清空ipvsadm并做策略
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.47.101:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.47.101:80 -r 192.168.47.104:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.47.101:80 -r 192.168.47.105:80 -g9. #保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save /etc/sysconfig/ipvsadm
2配置负载调度器备keepalived服务器192.168.47.103
############################ 配置Keepalived master服务器 #################################1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld.service
setenforce 02. #安装服务
yum -y install ipvsadm keepalived3. #修改配置文件keeplived.conf
cd /etc/keepalived/
cp keepalived.conf keepalived.conf.bak
vim keepalived.conf......
global_defs { #定义全局参数
--10行--修改邮件服务指向本地smtp_server 127.0.0.1
--12行--修改指定服务器路由器的名称主备服务器名称须不同主为LVS_01备为LVS_02router_id LVS_01
}vrrp_instance VI_1 { #定义VRRP热备实例参数
--20行--修改指定热备状态主为MASTER备为BACKUPstate BACKUP
--21行--修改指定承载vip地址的物理接口interface ens33
--22行--修改指定虚拟路由器的ID号每个热备组保持一致 virtual_router_id 10
--23行--修改指定优先级数值越大优先级越高主为100备为99priority 99advert_int 1 #通告间隔秒数(心跳频率)authentication { #定义认证信息,每个热备组保持一致auth_type PASS #认证类型
--27行--修改指定验证密码主备服务器保持一致auth_pass 123123}virtual_ipaddress { #指定群集vip地址192.168.47.101}
}
--36行--修改指定虚拟服务器地址(VIP)、端口定义虚拟服务器和Web服务器池参数
virtual_server 192.168.47.101 80 {delay_loop 6 #健康检查的间隔时间(秒)lb_algo rr #指定调度算法轮询(rr)
--39行--修改指定群集工作模式直接路由(DR)lb_kind DRpersistence_timeout 50 #连接保持时间(秒)protocol TCP #应用服务采用的是 TCP协议
--43行--修改指定第一个Web节点的地址、端口real_server 192.168.47.104 80 {weight 1 #节点的权重
--45行--删除添加以下健康检查方式 TCP_CHECK {connect_port 80 #添加检查的目标端口connect_timeout 3 #添加连接超时(秒)nb_get_retry 3 #添加重试次数delay_before_retry 3 #添加重试间隔}}real_server 192.168.47.105 80 { #添加第二个 Web节点的地址、端口weight 1TCP_CHECK {connect_port 80connect_timeout 3nb_get_retry 3delay_before_retry 3}}
}
##删除后面多余的配置##4. #启动服务、查看虚拟网卡vip
systemctl start keepalived
ip addr show dev ens33 5. #调整proce响应参数关闭Linux内核的重定向参数响应
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward 1
net.ipv4.conf.all.send_redirects 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects 0
net.ipv4.conf.ens33.send_redirects 06. #刷新一下
sysctl -p############################# 配置ipvsadm #################################7. #配置负载分配策略并启动服务
ipvsadm-save /etc/sysconfig/ipvsadm
systemctl start ipvsadm.service8. #清空ipvsadm并做策略
ipvsadm -C
ipvsadm -A -t 192.168.47.101:80 -s rr
ipvsadm -a -t 192.168.47.101:80 -r 192.168.47.104:80 -g
ipvsadm -a -t 192.168.47.101:80 -r 192.168.47.105:80 -g9. #保存设置
ipvsadm
ipvsadm -ln
ipvsadm-save /etc/sysconfig/ipvsadm
3配置节点服务器web1服务器192.168.47.104
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 02. #安装并开启httpd服务
yum -y install httpd
systemctl start httpd3. #配置站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is zhang web1!4. #配置虚拟vip
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICElo:0
ONBOOTyes
IPADDR192.168.47.101
NETMASK255.255.255.2555. #重启网络服务开启虚拟网卡
systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:06. #设置路由
route add -host 192.168.47.101 dev lo:0
route -n7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce 28. #刷新proc参数
sysctl -p
4配置节点服务器web2服务器192.168.47.105
1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 02. #安装并开启httpd服务
yum -y install httpd
systemctl start httpd3. #配置站点文件
vim /var/www/html/index.html
this is rui web2!4. #配置虚拟vip
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-lo:0
DEVICElo:0
ONBOOTyes
IPADDR192.168.47.101
NETMASK255.255.255.2555. #重启网络服务开启虚拟网卡
systemctl restart network
ifup lo:0
ifconfig lo:06. #设置路由
route add -host 192.168.47.101 dev lo:0
route -n7. #调整 proc 响应参数
#添加系统只响应目的IP为本地IP的ARP请求
#系统不使用原地址来设置ARP请求的源地址而是物理mac地址上的IP
vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.conf.all.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.all.arp_announce 2
net.ipv4.conf.default.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.default.arp_announce 2
net.ipv4.conf.lo.arp_ignore 1
net.ipv4.conf.lo.arp_announce 28. #刷新proc参数
sysctl -p
5测试验证
在客户机上测试客户机192.168.47.106
curl 192.168.47.101
[rootxzq ~]# curl 192.168.47.101
this is zhang webl!
[rootkehu ~]# curl 192.168.47.101
this is rui web2!
[rootxzq ~]#
主keepalived服务器192.168.47.102 备keepalived服务器192.168.47.103 断开主keepalived服务器192.168.47.102
systemctl stop keepalived.service 备keepalived服务器192.168.47.103
